Oscillatory fracture paths in thin elastic sheets

B. Roman; P.M. Reis; B. Audoly; S. De Villiers; V. Viguié; D. Vallet

doi:10.1016/j.crme.2003.10.002

Oscillatory fracture paths in thin elastic sheets
[Fissures oscillantes dans les feuilles élastiques minces]

Présenté par : Jean-Baptiste Leblond

B. Roman ¹ ; P.M. Reis ² ; B. Audoly ³ ; S. De Villiers ² ; V. Viguié ¹ ; D. Vallet ¹

¹ PMMH, UMR 7636 CNRS/ESPCI, 10, rue Vauquelin, 75231 Paris cedex 5, France
² Manchester Centre for Nonlinear Dynamics, Dept. Physics and Astronomy, University of Manchester, M13 9PL, Manchester, UK
³ LMM, UMR 7607 CNRS/UPMC, 4, place Jussieu, case 162, 75252 Paris cedex 05, France

Comptes Rendus. Mécanique, Volume 331 (2003) no. 12, pp. 811-816.

Résumé
Abstract

Nous présentons une nouvelle instabilité oscillante de fissure qui se produit lorsqu'un indenteur assez large est forcé à travers une feuille mince fragile préalablement entaillée. Nos expériences révèlent que l'amplitude et la longueur d'onde de la fissure dépendent linéairement de largeur de l'indenteur sur une grande gamme de largeurs, et ne dépendent ni de la largeur du film, ni de la vitesse de découpe. Nous proposons un mécanisme pour cette instabilité, fondé sur un couplage entre l'avancée de la fissure et les déformations transverses du film.

We report a novel mode of quasi-static oscillatory crack propagation when a cutting tip of moderately large width is driven through a thin brittle polymer film. Experiments show that the amplitude and wavelength of the oscillatory crack paths scale linearly with the width of the cutting tip over a wide range of length scales but are independent of the width of the sheet and of the cutting speed. We propose a mechanism for this instability, based on the coupling between crack propagation and out-of-plane deformations of the film.

Reçu le : 2003-08-20
Accepté le : 2003-10-07
Publié le : 2003-11-14

DOI : 10.1016/j.crme.2003.10.002

Keywords: Rupture, Thin elastic plates, Fracture, Oscillatory crack path
Mot clés : Rupture, Plaques élastiques minces, Fissure, Fissure oscillante

Affiliations des auteurs :

B. Roman ¹ ; P.M. Reis ² ; B. Audoly ³ ; S. De Villiers ² ; V. Viguié ¹ ; D. Vallet ¹

@article{CRMECA_2003__331_12_811_0,
     author = {B. Roman and P.M. Reis and B. Audoly and S. De Villiers and V. Vigui\'e and D. Vallet},
     title = {Oscillatory fracture paths in thin elastic sheets},
     journal = {Comptes Rendus. M\'ecanique},
     pages = {811--816},
     publisher = {Elsevier},
     volume = {331},
     number = {12},
     year = {2003},
     doi = {10.1016/j.crme.2003.10.002},
     language = {en},
}

TY  - JOUR
AU  - B. Roman
AU  - P.M. Reis
AU  - B. Audoly
AU  - S. De Villiers
AU  - V. Viguié
AU  - D. Vallet
TI  - Oscillatory fracture paths in thin elastic sheets
JO  - Comptes Rendus. Mécanique
PY  - 2003
SP  - 811
EP  - 816
VL  - 331
IS  - 12
PB  - Elsevier
DO  - 10.1016/j.crme.2003.10.002
LA  - en
ID  - CRMECA_2003__331_12_811_0
ER  -

%0 Journal Article
%A B. Roman
%A P.M. Reis
%A B. Audoly
%A S. De Villiers
%A V. Viguié
%A D. Vallet
%T Oscillatory fracture paths in thin elastic sheets
%J Comptes Rendus. Mécanique
%D 2003
%P 811-816
%V 331
%N 12
%I Elsevier
%R 10.1016/j.crme.2003.10.002
%G en
%F CRMECA_2003__331_12_811_0

B. Roman; P.M. Reis; B. Audoly; S. De Villiers; V. Viguié; D. Vallet. Oscillatory fracture paths in thin elastic sheets. Comptes Rendus. Mécanique, Volume 331 (2003) no. 12, pp. 811-816. doi : 10.1016/j.crme.2003.10.002. https://comptes-rendus.academie-sciences.fr/mecanique/articles/10.1016/j.crme.2003.10.002/

Bibliographie
Cité par

[1] R. Deegan; P. Petersan; M. Marder; H. Swinney Oscillating fracture paths in rubber, Phys. Rev. Lett., Volume 88 (2002), p. 014304

[2] A. Yuse; M. Sano Transition between crack patterns in quenched glass plates, Nature, Volume 362 (1993), pp. 329-331

[3] O. Ronsin; F. Heslot; B. Perrin Experimental study of quasistatic brittle crack propagation, Phys. Rev. Lett., Volume 75 (1995), pp. 2352-2355

[4] R.D. Deegan; S. Cheeda; L. Patel; M. Marder; H.L. Swinney; J. Kim; A. de Lozanne Phys. Rev. E, 67 (2003), p. 066209

[5] B. Yang; K. Ravi-Chandar Crack path instability in a quenched glass plate, J. Mech. Phys. Solids, Volume 49 (2001), pp. 91-130

[6] M. Adda-Bedia; M. Ben Amar Stability of quasi-equilibrium cracks under Mode I loading, Phys. Rev. Lett., Volume 76 (1996), pp. 1497-1500

[7] http://www.lmm.jussieu.fr/platefracture/

[8] A. Pogorelov Bending of Surfaces and Stability of Shells, Transl. Math. Monographs, American Mathematical Society, 1988

[9] A. Ghatak, L. Mahadevan, Crack street: the cycloidal wake of a cylinder tearing through a thin sheet, Phys. Rev. Lett. (2003), in press

Cité par Sources :

Commentaires - Politique

Ces articles pourraient vous intéresser

L’approche variationnelle de la rupture : un exemple de collaboration fructueuse entre mécaniciens et mathématiciens

Jean-Jacques Marigo

C. R. Méca (2023)

Adhésion et cinétique de décollement d'un cône rigide tronqué en contact avec un élastomère souple

Stéphane Bouissou; Michel Barquins

C. R. Phys (2002)

Suivi de fissuration de matériaux par thermographie

Djedjiga Ait Aouit; Abdeldjalil Ouahabi

C. R. Méca (2008)